CN110909985A - 考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法 - Google Patents

Abstract

一种考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法，包括全面搜集规划地区近五年电网的历史运营数据信息、历史投资信息、规划年该地区的电网预测信息和待建的储备项目信息；根据所搜集的信息，提出电网历史运营效益计算方法和单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束，构建规划多种约束；运用上述约束，筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案；将规划电网效益作为依据，选取规划电网效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。本发明为优化投资规模和投资重点、评估投资效益和运营效果提供理论和实践依据，对于提升电网投资决策的科学性和合理性具有重要的指导意义，对于保障电网企业的可持续发展具有重要的现实意义。

Description

考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法

技术领域

本发明涉及一种电网储备项目筛选方法，具体的，涉及一种考虑电网历史运营效益和规划效益的多地区电网储备项目筛选方法。

背景技术

当前我国社会发展进入新阶段，经济发展进入新常态，国资国企改革、电力体制改革深入推进，电网公司发展的内外部环境发生深刻变化，电网公司经营压力不断增大和电网发展需求持续增长的矛盾日益凸显。因此，以效率效益为核心，开展电网投资精益化管控技术研究，是从“投资”这个源头上确保投入资金的产出效益，缓解企业经营压力、提升投资能力、满足电网发展内在迫切要求。

以效率效益为导向的电网精准投资首先要准确把握已投入资金产生的各种效益，然后合理测算规划网架可能产生的投资效益。以满足电网各方面发展需求约束，以取得较好的全过程投资效益为目标，实现一定规模资金在不同地区间的优化，从而提高投资管控的精益化水平。由于当前在电网历史投资效益精细化评价、规划投资效益精益化分析、不同地区投资优化方法方面开展的工作较少，因此专利在考虑电网历史运营效益的基础上，建立基于规划效益水平的投资规模优化方法，用于指导电网公司的投资决策。

发明内容

本发明的目的在于提出一种考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法，包括电网历史运营效益和规划效益，以提升电网投资决策的科学性和合理性，保障电网企业的可持续发展。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S110：全面搜集规划地区近五年电网的历史运营数据信息、历史投资信息、规划年该地区的电网预测信息和待建的储备项目信息；

S120：根据步骤S110所搜集的信息，提出电网历史运营效益计算方法和单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束；

S130：根据步骤S110所搜集的信息，构建规划年多地区电网总投资约束、待建储备项目关系约束、单一地区电网发展需求约束和单一地区容载比约束；

S140：根据步骤S120、S130所提出的各种约束，运用智能优化算法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案；

S150：根据步骤S110所搜集的信息，提出规划电网效益计算方法，并将规划电网效益作为依据，选取规划电网效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。

可选的，在步骤S120中所述电网历史运营效益计算方法具体为

D(i)＝E(i)-S(i)-T(i)+H(i) (1)

式中，D(i)是第i年电网运营效益；E(i)是第i年电网公司营业利润；S(i)是第i年电网网损损失；T(i)是第i年电网公司停电损失；H(i)是第i年电网新能源发电减排效益；

1)电网公司营业利润为

在已知电价的情况下，通过计算电网公司的售电量和购电量，可以得到电网公司营业利润如下所示：

E(i)＝c₁w_i1-c₂w_i2 (2)

式中，c₁、c₂分别是电网公司的售电价和购电价；w_i1、w_i2分别是第i年电网公司的售电量和购电量；

2)电网网损损失

网络损耗损失计算表达式如下所示：

S(i)＝α_iUc₁w_i1η_iloss (3)

式中，α_iU为第i年该电压等级资产原值占总资产的比；η_iloss为第i年统计的网损率；c₁、w_i1分别是第i年电网公司的售电价和售电量；

3)电网停电损失

第i年电网公司停电损失计算表达式如下所示：

式中，P_ij为第i年第j次停电损失负荷；T_ij为第i年第j次停电时间；N为第i年停电次数总和；c₁是电网公司的售电价；

4)电网新能源发电减排效益

第i年电网新能源发电减排效益计算表达式如下所示：

式中，β_i为第i年该地区可再生能源发电量占比。A为每度电的减排效益；w_i1是电网公司的第i年售电量；m₁是每吨标准煤的煤价；m₂、m₃、m₄、m₅分别是每吨二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的环保处理费用；λ₁是每度电所节省的标准煤的重量；λ₂、λ₃、λ₄、λ₅分别是减排1度电所减少的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的排放量。

可选的，在步骤S120中，所述单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束具体为：

通过电网历年效益增速与电网投资增速比值是否合理来构建投资约束，以A表示区域，考虑电网历史运营效益的投资约束表达式如下所示：

式中，C_A为考虑电网历史运营效益的投资额；

表示近5年A地电网历史运营效益平均增速；其中D_A(1)、D_A(2)、D_A(3)、D_A(4)、D_A(5)分别为过去1、2、3、4、5年的电网历史运营效益，Q_A’为上一年A地电网投资额；γ_A｀为近5年A地电网项目达产率平均值；k₁、k₂分别是单一地区考虑电网历史运营效益的投资上下限系数；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；Q_A为A地规划年电网投资额；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，a_k＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

可选的，在步骤S130中，多地区电网总投资约束具体为

新项目建设的投资额不应超过电网公司的投资能力，约束表达式如下所示：

式中，N为规划年多地区需要建设项目总数；Q为多地区电网投资总能力(即最大投资额)；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

待建储备项目关系约束具体为

假设多地区电网待建储备项目共有m个项目，则项目之间关系约束如下所示：

1)若项目之间相互独立，则有

2)若两个项目为互斥关系，则有a₁+a₂≤1，

3)若项目之间存在递进关系，只有选择了项目1，项目2才有可能被选上；反之，若项目1未被选上，则项目2也不可能被选上，则有a₁-a₂≥0，

4)若项目之间为依存关系，这两个项目必须同时选中或者同时未被选中，则有a₁-a₂＝0；

单一地区电网发展需求约束具体为：

电网的新增变电容量和线路长度需要满足社会发展的新增用电需求，在A地区，约束如下所示：

其中，c_k、d_k分别是第k个项目新增变电容量和线路长度；C_A、D_A分别是A地区社会发展要求的新增变电容量和线路长度；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

单一地区容载比约束具体为：

电网的新增变电规模需要满足电网与负荷协调性的要求，本申请以容载比为约束指标对A地区容载比约束如下所示：

式中，L是规划年A地的系统平均负荷；c是A地区电网的原变电容量；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；c_k是第k个项目新增变电容量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

可选的，在步骤S140中，基于单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束、多地区电网总投资约束、待建储备项目关系约束、单一地区电网发展需求约束、单一地区容载比约束和储备项目库中的待选项目，运用穷举法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案。

可选的，在步骤S150中，将规划效益作为目标函数，选取规划效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。电网规划效益计算表达式如下所示：

式中，Q(a)为待建项目组合的净现值函数；L(a)为待建项目组合的网络损耗损失；B(a)为待建项目组合建设后的减少停电损失函数；N(a)为待建项目组合的新能源发电减排效益函数；Y(a)为待建项目组合的净投入函数。

具体的：

净投入函数：通过计算各个项目的投资成本、运营维护成本、回收费用，得到净投入函数如下所示：

式中，c_kt为第t年第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

净现值函数：通过计算各个项目的投资成本、每年收益以及运营维护成本，得到净现值函数如下所示，

式中，P_tk为第k个项目的平均下网负荷；c₁是电网公司的售电价；α_U为该电压等级的资产原值占比；c_kt为第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

网络损耗损失：通过计算各个项目中每个设备的损耗，得到待建项目组合的总损耗，进而求得其损失费用，其函数表达式如下所示：

式中，P_Lj为第j个线路或变压器中的有功潮流；U_j为第j个线路或变压器的电压水平；N为该项目中待建设备的集合；Z_j为第j个线路建设长度或变压器的容量；γ_j为第j个线路或变压器的单位电阻；c₁是电网公司的售电价；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

减少的停电损失：假设该电压等级的非计划停电损失和设备的N-1通过率成反比，则其函数表达式如下所示：

式中，M₁、M₂为待建项目组合中提升电网安全(提升N-1通过率)的项目集合和不提升N-1通过率的项目集合；e_k为第k个项目的设备数；E_total为上一年该电网的设备总数；E_N-1为上一年该电网的满足N-1准则的设备总数；T(1)为过去一年该电网的停电损失；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

新能源减排效益：规划电网新能源减排效益计算表达式如下所示：

式中，M₃为待建项目组合中含新能源发电的项目集合；A为每度电的减排效益；T_k为该类型项目统计的发电最大利用小时数；P_k为第k个项目的发电额定有功功率；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

本发明进一步公开了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，其特征在于：所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行上述的考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法。

本发明通过开展考虑电网历史运营效益和规划效益的多地区电网储备项目筛选方法研究，建立了考虑电网历史运营效益和规划效益的多地区电网储备项目动态投资优化模型，为优化投资规模和投资重点、评估投资效益和运营效果提供理论和实践依据，对于提升电网投资决策的科学性和合理性具有重要的指导意义，对于保障电网企业的可持续发展具有重要的现实意义。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

参见图1，示出了根据本发明具体实施例的考虑电网历史运营效益的多地区电网储备项目筛选方法的流程图，包括如下步骤：

步骤S110：全面搜集规划地区近五年电网的历史运营数据信息、历史投资信息、规划年该地区的电网预测信息和待建的储备项目信息。根据S110所述，具体搜集信息如表1所示。

表1具体搜集数据信息

S120：根据步骤S110所搜集的信息，考虑安全、经济、环保方面的效益，提出电网历史运营效益计算方法和单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束。

具体的：

1、电网历史运营效益计算方法具体为D(i)＝E(i)-S(i)-T(i)+H(i) (1)

式中，D(i)是第i年电网运营效益；E(i)是第i年电网公司营业利润；S(i)是第i年电网网损损失；T(i)是第i年电网公司停电损失；H(i)是第i年电网新能源发电减排效益。

1)电网公司营业利润为

在已知电价的情况下，通过计算电网公司的售电量和购电量，可以得到电网公司营业利润如下所示：

E(i)＝c₁w_i1-c₂w_i2 (2)

式中，c₁、c₂分别是电网公司的售电价和购电价；w_i1、w_i2分别是第i年电网公司的售电量和购电量。

2)电网网损损失

网络损耗损失计算表达式如下所示：

S(i)＝α_iUc₁w_i1η_iloss (3)

式中，α_iU为第i年该电压等级资产原值占总资产的比；η_iloss为第i年统计的网损率；c₁、w_i1分别是第i年电网公司的售电价和售电量。

3)电网停电损失

第i年电网公司停电损失计算表达式如下所示：

式中，P_ij为第i年第j次停电损失负荷；T_ij为第i年第j次停电时间；N为第i年停电次数总和；c₁是电网公司的售电价。

4)电网新能源发电减排效益

第i年电网新能源发电减排效益计算表达式如下所示：

式中，β_i为第i年该地区可再生能源发电量占比。A为每度电的减排效益；w_i1是电网公司的第i年售电量；m₁是每吨标准煤的煤价；m₂、m₃、m₄、m₅分别是每吨二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的环保处理费用；λ₁是每度电所节省的标准煤的重量；λ₂、λ₃、λ₄、λ₅分别是减排1度电所减少的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的排放量。

在一个具体的实施例中，每节约1度(千瓦时)电，就相应节约了0.4千克标准煤，同时减排0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物、0.272千克碳粉尘；每吨二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的环保处理费用分别为0.004、0.006、0.015、0.021万元；每吨标准煤的煤价为0.136万元。

2、单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束具体为：

电网投资规模与电网历史运营效益之间存在既直接又耦合的复杂关系，本专利在计算并分析历年电网历史运营效益的基础上，通过电网历年效益增速与电网投资增速比值是否合理来构建投资约束，以A地区为例，考虑电网历史运营效益的投资约束表达式如下所示：

式中，C_A为考虑电网历史运营效益的投资额；

表示近5年A地电网历史运营效益平均增速；其中D_A(1)、D_A(2)、D_A(3)、D_A(4)、D_A(5)分别为过去1、2、3、4、5年的电网历史运营效益，Q_A’为上一年A地电网投资额；γ_A’为近5年A地电网项目达产率平均值；k₁、k₂分别是单一地区考虑电网历史运营效益的投资上下限系数，一般k₁＝0.9、k₂＝1.1；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；Q_A为A地规划年电网投资额；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，a_k＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

S130：根据步骤S110所搜集的信息，构建规划年多地区电网总投资约束、待建储备项目关系约束、单一地区电网发展需求约束和单一地区容载比约束。

具体的，

1、多地区电网总投资约束具体为

新项目建设的投资额不应超过电网公司的投资能力，约束表达式如下所示：

式中，N为规划年多地区需要建设项目总数；Q为多地区电网投资总能力(即最大投资额)；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

2、待建储备项目关系约束具体为

假设多地区电网待建储备项目共有m个项目，则项目之间关系约束如下所示：

1)若项目之间相互独立，则有

2)若两个项目为互斥关系，则有a₁+a₂≤1。

3)若项目之间存在递进关系，只有选择了项目1，项目2才有可能被选上；反之，若项目1未被选上，则项目2也不可能被选上，则有a₁-a₂≥0。

4)若项目之间为依存关系，这两个项目必须同时选中或者同时未被选中，则有a₁-a₂＝0。

3、单一地区电网发展需求约束具体为：

电网的新增变电容量和线路长度需要满足社会发展的新增用电需求，以A地区为例，约束如下所示：

其中，c_k、d_k分别是第k个项目新增变电容量和线路长度；C_A、D_A分别是A地区社会发展要求的新增变电容量和线路长度；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

4、单一地区容载比约束具体为：

电网的新增变电规模需要满足电网与负荷协调性的要求，本申请以容载比为约束指标对A地区容载比约束如下所示：

式中，上是规划年A地的系统平均负荷；c是A地区电网的原变电容量；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；c_k是第k个项目新增变电容量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

S140：根据步骤S120、S130所提出的各种约束，运用智能优化算法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案。

具体的，各类约束为：

(1)单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束

(2)多地区电网总投资约束

(3)待建储备项目关系约束

(4)单一地区电网发展需求约束

(5)单一地区容载比约束

根据步骤S120、S130提出的5种约束和储备项目库中的待选项目，运用穷举法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案。

S150：根据步骤S110所搜集的信息，提出规划电网效益计算方法，并将规划电网效益作为依据，选取规划电网效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。

具体的：将规划效益作为目标函数，选取规划效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。电网规划效益计算表达式如下所示：

式中，Q(a)为待建项目组合的净现值函数；L(a)为待建项目组合的网络损耗损失；B(a)为待建项目组合建设后的减少停电损失函数；N(a)为待建项目组合的新能源发电减排效益函数；Y(a)为待建项目组合的净投入函数。

具体的：

1、净投入函数：通过计算各个项目的投资成本、运营维护成本、回收费用，得到净投入函数如下所示：

式中，c_kt为第t年第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

2、净现值函数：通过计算各个项目的投资成本、每年收益以及运营维护成本，得到净现值函数如下所示。

式中，P_tk为第k个项目的平均下网负荷；c₁是电网公司的售电价；α_U为该电压等级的资产原值占比；c_kt为第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

3、网络损耗损失：通过计算各个项目中每个设备的损耗，得到待建项目组合的总损耗，进而求得其损失费用，其函数表达式如下所示：

式中，P_Lj为第j个线路或变压器中的有功潮流；U_j为第j个线路或变压器的电压水平；N为该项目中待建设备的集合；Z_j为第j个线路建设长度或变压器的容量；γ_j为第j个线路或变压器的单位电阻；c₁是电网公司的售电价；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

4、减少的停电损失：假设该电压等级的非计划停电损失和设备的N-1通过率成反比，则其函数表达式如下所示：

式中，M₁、M₂为待建项目组合中提升电网安全(提升N-1通过率)的项目集合和不提升N-1通过率的项目集合；e_k为第k个项目的设备数；E_total为上一年该电网的设备总数；E_N-1为上一年该电网的满足N-1准则的设备总数；T(1)为过去一年该电网的停电损失；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

5、新能源减排效益：规划电网新能源减排效益计算表达式如下所示：

式中，M3为待建项目组合中含新能源发电的项目集合；A为每度电的减排效益；T_k为该类型项目统计的发电最大利用小时数；P_k为第k个项目的发电额定有功功率；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

实施例一：

依据S110所需搜集的相关信息，选取A、B两地十三五规划项目库中2019年预计开工且2020年夏季大负荷前预计投产220千伏的项目进行优化投资分析，近5年A、B两地的历史运营数据如下，其中A地区当前网架下设备总数为2363，以规划年负荷，当前网架为基础满足N-1准则的设备总数为2357：B地区当前网架下设备总数为934，以规划年负荷，当前网架为基础满足N-1准则的设备总数为931。

表2近5年A、B两地的历史运营数据

表3 A、B两地的项目数据

根据电网历史运营效益计算方法计算A、B两地的近5年电网运营效益。

表4近5年A、B两地的电网运营效益

(1)A、B两地考虑电网历史运营效益的投资约束计算结果：

(2)多地区电网总投资约束

新项目建设的投资额不应超过电网公司的投资能力，A、B两地投资能力之和为22亿元。故多地区电网总投资约束如下式所示：

(3)待建储备项目关系约束

根据储备项目之间的关联关系，D、H项目之间存在递进关系，因此则有

a₄-a₈≥0

(4)单一地区电网发展需求约束

电网的新增变电容量和线路长度需要满足社会发展的新增用电需求，根据A地区电网发展规划，架空线路长度至少增加350公里，变电容量至少增加150万千伏安，根据B地区电网发展规划，架空线路长度至少增加100公里，变电容量至少增加100万千伏安约束如下所示：

(5)单一地区容载比约束

电网的新增变电规模需要满足电网与负荷协调性的要求，本专利以容载比为约束指标对A、B地区容载比约束如下所示，其中储备项目投产前A、B地区该电压等级变电容量为13626万千伏安和5976万千伏安。

根据以上提出的5种约束和储备项目库中的待选项目，运用穷举法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案。符合条件的规划方案如下所示：

表5规划方案集合

项目编号	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S
																				规划方案1	0	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1
规划方案2	0	1	0	1	1	1	0	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1
																				规划方案3	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
规划方案4	0	0	0	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
																				规划方案5	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1

根据前文所列备选规划方案，将规划效益作为目标函数，选取规划效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。

表6各规划方案规划效益

由上表可以看出，规划方案2的规划效益最高，因此选取规划电网效益最高的规划方案2的项目组合作为本轮建设的优选项目。

本发明进一步公开了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，其特征在于：

所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行上述的基于超网络理论的联合作战体系建模方法。

电网投资规模与电网效益之间存在既直接又耦合的复杂关系，本发明通过开展考虑电网历史运营效益和规划效益的多地区电网储备项目筛选方法研究，建立了考虑电网历史运营效益和规划效益的多地区电网储备项目动态投资优化模型，为优化投资规模和投资重点、评估投资效益和运营效果提供理论和实践依据，对于提升电网投资决策的科学性和合理性具有重要的指导意义，对于保障电网企业的可持续发展具有重要的现实意义。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (7)

1.一种考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S110：全面搜集规划地区近五年电网的历史运营数据信息、历史投资信息、规划年该地区的电网预测信息和待建的储备项目信息；

S120：根据步骤S110所搜集的信息，提出电网历史运营效益计算方法和单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束；

S130：根据步骤S110所搜集的信息，构建规划年多地区电网总投资约束、待建储备项目关系约束、单一地区电网发展需求约束和单一地区容载比约束；

S140：根据步骤S120、S130所提出的各种约束，运用智能优化算法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案；

S150：根据步骤S110所搜集的信息，提出规划电网效益计算方法，并将规划电网效益作为依据，选取规划电网效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。

2.根据权利要求1所述的项目筛选方法，其特征在于：

在步骤S120中，所述电网历史运营效益计算方法具体为

D(i)＝E(i)-S(i)-T(i)+H(i) (1)

式中，D(i)是第i年电网运营效益；E(i)是第i年电网公司营业利润；S(i)是第i年电网网损损失；T(i)是第i年电网公司停电损失；H(i)是第i年电网新能源发电减排效益；

1)电网公司营业利润为

在已知电价的情况下，通过计算电网公司的售电量和购电量，可以得到电网公司营业利润如下所示：

E(i)＝c_lw_i1-c₂w_i2 (2)

式中，c₁、c₂分别是电网公司的售电价和购电价；w_i1、w_i2分别是第i年电网公司的售电量和购电量；

2)电网网损损失

网络损耗损失计算表达式如下所示：

S(i)＝α_iUc₁w_i1η_iloss (3)

式中，α_iU为第i年该电压等级资产原值占总资产的比；η_iloss为第i年统计的网损率；c₁、w_i1分别是第i年电网公司的售电价和售电量；

3)电网停电损失

第i年电网公司停电损失计算表达式如下所示：

式中，P_ij为第i年第j次停电损失负荷；T_ij为第i年第j次停电时间；N为第i年停电次数总和；c₁是电网公司的售电价；

4)电网新能源发电减排效益

第i年电网新能源发电减排效益计算表达式如下所示：

式中，β_i为第i年该地区可再生能源发电量占比。A为每度电的减排效益；w_i1是电网公司的第i年售电量；m₁是每吨标准煤的煤价；m₂、m₃、m₄、m₅分别是每吨二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的环保处理费用；λ₁是每度电所节省的标准煤的重量；λ₂、λ₃、λ₄、λ₅分别是减排1度电所减少的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的排放量。

3.根据权利要求1所述的项目筛选方法，其特征在于：

在步骤S120中，所述单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束具体为：

通过电网历年效益增速与电网投资增速比值是否合理来构建投资约束，以A表示区域，考虑电网历史运营效益的投资约束表达式如下所示：

式中，C_A为考虑电网历史运营效益的投资额；

表示近5年A地电网历史运营效益平均增速；其中D_A(1)、D_A(2)、D_A(3)、D_A(4)、D_A(5)分别为过去1、2、3、4、5年的电网历史运营效益，Q_A′为上一年A地电网投资额；γ_A′为近5年A地电网项目达产率平均值；k₁、k₂分别是单一地区考虑电网历史运营效益的投资上下限系数；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；Q_A为A地规划年电网投资额；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，a_k＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

4.根据权利要求1所述的项目筛选方法，其特征在于：

在步骤S130中，多地区电网总投资约束具体为

新项目建设的投资额不应超过电网公司的投资能力，约束表达式如下所示：

式中，N为规划年多地区需要建设项目总数；Q为多地区电网投资总能力(即最大投资额)；Q_k为第k个项目建设所需费用；a_k为第k个项目建设变量，q_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

待建储备项目关系约束具体为

假设多地区电网待建储备项目共有m个项目，则项目之间关系约束如下所示：

1)若项目之间相互独立，则有

2)若两个项目为互斥关系，则有a₁+a₂≤1，

3)若项目之间存在递进关系，只有选择了项目1，项目2才有可能被选上；反之，若项目1未被选上，则项目2也不可能被选上，则有a₁-a₂≥0，

4)若项目之间为依存关系，这两个项目必须同时选中或者同时未被选中，则有a₁-a₂＝0；

单一地区电网发展需求约束具体为：

电网的新增变电容量和线路长度需要满足社会发展的新增用电需求，在A地区，约束如下所示：

其中，c_k、d_k分别是第k个项目新增变电容量和线路长度；C_A、D_A分别是A地区社会发展要求的新增变电容量和线路长度；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

单一地区容载比约束具体为：

电网的新增变电规模需要满足电网与负荷协调性的要求，本申请以容载比为约束指标对A地区容载比约束如下所示：

式中，L是规划年A地的系统平均负荷；c是A地区电网的原变电容量；N_A是规划年在A地区中需要建设的项目集合；c_k是第k个项目新增变电容量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

5.根据权利要求1所述的项目筛选方法，其特征在于：

在步骤S140中，基于单一地区考虑电网历史运营效益的投资约束、多地区电网总投资约束、待建储备项目关系约束、单一地区电网发展需求约束、单一地区容载比约束和储备项目库中的待选项目，运用穷举法筛选符合条件的项目组合，作为备选项目组合，形成备选规划方案。

6.根据权利要求1所述的项目筛选方法，其特征在于：

在步骤S150中，将规划效益作为目标函数，选取规划效益最高的项目组合作为本轮建设的优选项目。电网规划效益计算表达式如下所示：

式中，Q(a)为待建项目组合的净现值函数；L(a)为待建项目组合的网络损耗损失；B(a)为待建项目组合建设后的减少停电损失函数；N(a)为待建项目组合的新能源发电减排效益函数；Y(a)为待建项目组合的净投入函数。

具体的：

净投入函数：通过计算各个项目的投资成本、运营维护成本、回收费用，得到净投入函数如下所示：

式中，c_kt为第t年第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

净现值函数：通过计算各个项目的投资成本、每年收益以及运营维护成本，得到净现值函数如下所示，

式中，P_tk为第k个项目的平均下网负荷；c₁是电网公司的售电价；α_U为该电压等级的资产原值占比；c_kt为第k个项目的年运维费用；Q_k为第k个项目的建设投资；T为第k个项目的使用年限；R_k为第k个项目的回收费用；n为待建项目的数量；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

网络损耗损失：通过计算各个项目中每个设备的损耗，得到待建项目组合的总损耗，进而求得其损失费用，其函数表达式如下所示：

式中，P_Lj为第j个线路或变压器中的有功潮流；U_j为第j个线路或变压器的电压水平；N为该项目中待建设备的集合；Z_j为第j个线路建设长度或变压器的容量；γ_j为第j个线路或变压器的单位电阻；c₁是电网公司的售电价；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

减少的停电损失：假设该电压等级的非计划停电损失和设备的N-1通过率成反比，则其函数表达式如下所示：

式中，M₁、M₂为待建项目组合中提升电网安全(提升N-1通过率)的项目集合和不提升N-1通过率的项目集合；e_k为第k个项目的设备数；E_total为上一年该电网的设备总数；E_N-1为上一年该电网的满足N-1准则的设备总数；T(1)为过去一年该电网的停电损失；a_k为第k个项目建设变量，a_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设；

新能源减排效益：规划电网新能源减排效益计算表达式如下所示：

式中，M₃为待建项目组合中含新能源发电的项目集合；A为每度电的减排效益；T_k为该类型项目统计的发电最大利用小时数；P_k为第k个项目的发电额定有功功率；a_k为第k个项目建设变量，α_i＝0时第k个项目不建设，a_k＝1时第k个项目建设。

7.一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，其特征在于：

所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行权利要求1-6中任意一项所述的考虑电网效益的多地区电网储备项目筛选方法。

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